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基于物理信息的神经网络,用于模拟制造过程中复合材料-苯酚系统的热化学固化过程。 (英语) Zbl 1506.74123号

摘要:我们提出了一种物理信息神经网络(PINN)来模拟在高压釜中固化的工具上复合材料的热化学演变。特别是,我们通过使用基于物理的损失函数优化深度神经网络(DNN)的参数来解决控制微分方程耦合系统,包括传导传热和树脂固化动力学。为了解释热传导和树脂固化的巨大差异,我们设计了一个由两个断开的子网络组成的PINN,并开发了一种顺序训练算法,以缓解传统训练方法中存在的不稳定性。此外,我们将明确的不连续性纳入复合工具界面的DNN中,并直接在损失函数中强制执行已知的物理行为,以改进界面附近的解决方案。我们使用一种技术来训练PINN,该技术根据PDE、边界、界面和初始条件对应的损失项自动调整权重。最后,我们证明了可以将问题参数作为模型的输入,从而生成一个代理,为一系列问题设置提供实时模拟,并且可以使用转移学习大大减少与初始训练模型类似的问题设置的训练时间。在具有不同材料厚度和热边界条件的多个场景中,验证了所提出的PINN的性能。

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第74页第25页 固体力学中的化学和反应效应
68T07型 人工神经网络与深度学习
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